内容正文:
第21讲 科学探究实验(第2课时)
探究物质的性质与变化
化学·中考总复习
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链接课标
思维导图
复习学案
目录
CONTENTS
01
02
03
直击考点
真题链接
素养提升
04
05
06
学科实践
07
化学·中考总复习
01
链 接 课 标
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化学·中考总复习
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通过具体的化学实验探究活动,学习研究物质性质,探究物质组成和反应规律,进行物质分离、检验和制备等不同类型化学实验探究活动的一般思路与基本方法;学习控制变量和对比实验的实验设计方法;
能基于必做实验形成的探究思路与方法,结合物质的组成及变化等相关知识,分析解决真实情境中的简单实验问题;
能通过小组合作,有意识地应用化学、技术、工程及其他学科知识,完成实验探究及跨学科实践活动,能体现创新意识和勇于克服困难的品质。
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化学·中考总复习
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知识点过关
02
思 维 导 图
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知识点过关
03
复 习 学 案
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项目主题:改良太空种子种植土壤
项目背景:2022年4月16日,我国神舟十三号载人飞船成功返航,值得注意的是,此次还有12 000颗农作物种子伴随着神舟十三号完成了太空之旅。航天育种为我国农业的发展提供了丰富的种子资源,太空种子是中国航天飞速发展的结晶,更是中国科技突飞猛进的见证。
某校化学社团在去年有幸获得了5份来自“北京空天逐梦——青少年科学工作室”赠送的太空种子,那学校天台土壤的酸碱性适不适合种植这批太空种子呢?接下来要怎么做呢?我们一起来帮帮他们吧!
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➡活动1:测定该校天台土壤的酸碱度,结合太空种子种植说明书,判断学校天台的土壤是否适合种植太空种子。
小组同学在学校天台采集了三份土壤样品,处理后分别与适量水混合,操作如图1所示。室温下,测得pH分别为4.5、4.7、4.6。
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(1)根据测定结果,该天台土壤呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(2)分离时,利用纱布分离出土壤浸出液,相当于实验室的 操作。
(3)不同太空种子生长适应的pH范围如表,该校天台土壤适合种植太空种子吗? (填“是”或“否”)。
太空种子 太空架豆 太空豇豆
(航豇2号) 太空茄子
(航茄2号) 太空辣椒
(航椒7号) 太空番茄
(宇航3号)
最适宜生长的
土壤pH范围 6.2~7.0 6.2~7.0 6.8~7.3 6.2~7.2 5.5~7.5
酸性
过滤
否
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➡活动2:分析土壤酸碱性原因
【调查取证】经调查,该校天台土壤之前施用了大量氯化铵化肥。
【查找资料】铵盐能与碱溶液发生反应,产生刺激性气味的气体。
【作出猜想】土壤呈酸性的原因是含有大量的氯化铵。
【实验验证】(4)为检测NH4Cl在土壤中的残留情况,进行了如下实验:
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实验
序号 实验操作 实验现象 实验结论
1 取少量土壤浸出液于一支试管中,向其中滴加足量NaOH溶液,微热
无N
2 另取少量土壤浸出液于另一支试管中,向其中滴加适量 溶液 产生白色沉淀 有Cl-
没有刺激性气味气体产生
硝酸银(或AgNO3)
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【反思交流】
(5)农作物吸收N的量比Cl-的量 (填“大”或“小”),农作物在吸收N的同时,会释放出H+,使土壤呈酸性。
➡活动3:设计改良土壤酸碱性的方案
(6)经过本次项目式活动,同学们也有了自己的收获,但对土壤施用化肥的利与弊产生了争执,请你选择“利”或“弊”的一方并阐述自己的理由: 。
大
利:增加粮食产量(或弊:污染环境,合理即可)
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04
直 击 考 点
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考点1 物质性质的探究
1.(2025深圳二模)人体胃液含有盐酸,有助于消化。胃分泌过多胃酸会引起不适。某抗酸药可用于治疗胃酸过多,其有效成分可能是MgO、Al(OH)3、NaHCO3中的一种。小深同学对该药物的有效成分进行探究。
【查阅资料】
Ⅰ.MgO难溶于水且不与NaOH溶液反应。
Ⅱ.Al(OH)3与NaOH溶液反应生成可溶于水的Na[Al(OH)4],化学方程式为Al(OH)3+NaOH Na[Al(OH)4]。
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实验操作 实验现象 实验结论
步骤一:
抗酸药的有效成分不是NaHCO3
步骤二:取少量固体药物于试管中,加入足量NaOH溶液,观察 抗酸药的有效成分是Al(OH)3,不是MgO
(1)【任务一】探究抗酸药的有效成分(不考虑其他成分的影响)
无气泡产生
该抗酸药治疗胃酸过多时发生反应的化学方程式为 。
取少量固体药物于试管中,加入足量的稀盐酸,观察
固体全部溶解
3HCl+Al(OH)3 AlCl3+3H2O
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【解析】(1)步骤一:根据实验结论抗酸药的有效成分不是NaHCO3,碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,可取少量固体药物于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到无气泡产生,说明抗酸药的有效成分不是NaHCO3;
步骤二:根据实验结论抗酸药的有效成分是Al(OH)3,不是MgO,氧化镁与氢氧化钠不反应,氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的Na[Al(OH)4],取少量固体药物于试管中,加入足量NaOH溶液,观察到固体全部溶解,则说明抗酸药的有效成分是Al(OH)3,不是MgO;
该抗酸药治疗胃酸过多时,氢氧化铝和胃液中的盐酸反应生成氯化铝和水,发生反应的化学方程式为3HCl+Al(OH)3 AlCl3+3H2O;
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①不同成分的抗酸药具有不同的适用范围。根据下列实际情况,回答问题:
结合图1,相同时间内,服用含有 (填化学式,下同)的抗酸药见效慢。结合图2,不建议胃胀气患者服用含 的抗酸药。
(2)【任务二】探究抗酸药中NaHCO3、Al(OH)3的抗酸效果
小深同学用如图装置(气密性良好),采用控制变量法测定实验过程中pH、压强的变化。
Al(OH)3
NaHCO3
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(2)①结合图1,相同时间内,氢氧化铝对应的pH变化相对较慢,而碳酸氢钠对应的pH能更快升高到一定程度,说明服用含有Al(OH)3的抗酸药见效慢;
胃胀气患者不能服用会产生大量气体的抗酸药,结合图2,碳酸氢钠与胃液中的盐酸反应会生成二氧化碳气体,使压强明显增大,对应曲线①,氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,压强变化不明显,对应曲线②,因此不建议胃胀气患者服用含NaHCO3的抗酸药;
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②有同学提出,图2中曲线①的最终数据可能偏小,结合装置图分析其原因:
。
③为减少药物对人体的不良影响,应合理用药。若长期服用抗酸药NaHCO3片可能导致 (填元素符号)积聚,出现血压升高的风险。
反应产生的二氧化碳气体部分溶解在水中,没有全部从液体中逸出,导致测量的压强值偏小
Na
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②图2中曲线①的最终数据可能偏小,曲线①对应的是碳酸氢钠,碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳气体,二氧化碳能溶于水且能与水反应,没有全部从液体中逸出,导致测量的压强值偏小;
③碳酸氢钠中含有钠元素,若长期服用抗酸药NaHCO3片,可能会导致Na元素积聚,出现血压升高的风险。
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考点2 化学反应调控
2.(2025深圳三模)实验小组同学在老师指导下对密闭体系中影响蜡烛[主要成份石蜡(C25H52),还含有少量硬脂酸(C17H35COOH)]燃烧时间的因素进行探究。
【猜想与假设】蜡烛高度、烛芯长度、氧气的体积分数都会影响蜡烛燃烧的时间。
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【进行实验】将点燃的蜡烛放置于玻璃片上,再将集气瓶倒扣在玻璃片上(如图1所示),记录从倒扣集气瓶至蜡烛熄灭的时间。实验1、实验2的集气瓶中气体均为空气。
实验1:用烛芯长度均为0.5 cm、不同高度的蜡烛进行实验,记录表1。
实验序号 1-1 1-2 1-3 1-4
蜡烛高度/cm 1 3 5 7
燃烧时间/s 17.58 10.28 8.99 7.84
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实验2:用高度均为2 cm、不同烛芯长度的蜡烛进行实验,记录表2。
实验序号 2-1 2-2 2-3 2-4
烛芯长度/cm 0.2 0.5 0.7 0.9
燃烧时间/s 16.01 12.90 11.40 8.49
实验3:用高度均为2 cm、烛芯长度均为0.5 cm的蜡烛进行实验,集气瓶中的气体用不同体积比的氧气和氮气填充。实验结果如图2所示。
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【解释与结论】
(1)在蜡烛燃烧过程中,蜡烛的熔化属于 变化。
(2)实验1的目的是 。
物理
【解析】(1)蜡烛熔化只是石蜡状态的改变,没有新物质生成,属于物理变化;
探究氧气体积分数和烛芯长度相同时,蜡烛高度对蜡烛燃烧时间的影响
(2)实验1:用烛芯长度均为0.5 cm、不同高度的蜡烛进行实验,目的是探究氧气体积分数和烛芯长度相同时,蜡烛高度对蜡烛燃烧时间的影响;
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(3)实验2的结论是 。
(4)实验3中a点对应的实验与实验2-2中蜡烛的燃烧时间接近,原因是 。
(3)用高度均为2 cm、不同烛芯长度的蜡烛进行实验,烛芯长度越长,燃烧时间越短,结论是氧气体积分数和蜡烛高度相同时,烛芯长度越长,蜡烛燃烧时间越短;
氧气体积分数和蜡烛高度相同时,烛芯长度越长,蜡烛燃烧时间越短
a点对应的氧气的体积分数为20%,接近于空气组成,且蜡烛高度均为2 cm
(4)实验3中a点对应的实验与实验2-2中蜡烛燃烧时间接近,原因是a点对应的氧气的体积分数为20%,接近于空气的组成,且蜡烛高度为2 cm;
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【反思与评价】
(5)实验小组设计了如下实验方案探究蜡烛的组成元素。
若干燥烧杯有水雾,石灰水变浑浊,说明蜡烛含有碳元素和氢元素
请运用你所学化学知识分析上述方案的结论:
。
(5)涂抹澄清石灰水,若观察到澄清石灰水变浑浊,说明蜡烛燃烧能产生二氧化碳,干燥烧杯有水雾生成,说明蜡烛燃烧生成水,根据质量守恒定律,说明蜡烛含有碳元素和氢元素;
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蜡烛燃烧时间与蜡烛直径大小的关系(合理即可)
(6)关于蜡烛燃烧你还可以研究的是 。
(6)关于蜡烛燃烧你还可以研究的是蜡烛燃烧时间与蜡烛直径大小的关系。
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考点3 跨学科实践探究
3.(2025山西)“基于碳中和理念设计低碳行动方案”是跨学科实践活动的一个重要内容。在老师的统一安排下,同学们围绕以下四项任务进行方案设计,并对有关问题进行思考和探究。
任务一:理解碳中和内涵
【查阅资料】简言之,碳中和是指通过节能减排、植树造林等措施,抵消人类活动产生的CO2,达到相对“零排放”。
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【小组讨论】
(1)生态固碳主要依靠植物的 实现。
【构建模型】固碳是实现碳中和的重要途径之一,小组同学构建的固碳模型如下:
光合作用
【解析】(1)生态固碳主要依靠植物的光合作用实现;
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(2)捕集工业排放的CO2制成干冰,它可用于 。
任务二:探究二氧化碳捕集
【提出问题】氢氧化钠溶液能吸收CO2吗?
【进行实验】
人工增雨[或作制冷剂]
(2)捕集工业排放的CO2制成干冰,干冰升华吸热,使周围温度降低,可用于人工增雨、作制冷剂;
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实验步骤实验现象实验结论
①向盛有CO2气体的塑料瓶中,加入适量氢氧化钠溶液,立即旋紧瓶盖,振荡 氢氧化钠
溶液能捕
集CO2
②取少量步骤①所得溶液于试管中,滴加几滴 ,振荡 产生白色沉淀
(3)小组同学设计如下实验方案并完成实验。
塑料瓶变瘪
(3)根据实验结论氢氧化钠溶液能捕集CO2,则实验步骤①向盛有CO2气体的塑料瓶中,加入适量氢氧化钠溶液,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到塑料瓶变瘪;
CaCl2溶液[或Ca(OH)2溶液等]
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【反思评价】
(4)步骤①中发生反应的化学方程式为 。
(5)步骤②的实验目的是 。
任务三:设计低碳行动方案
【调研访谈】同学们将收集到的低碳措施整理成表。
【创意设计】
2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O
(4)步骤①中发生的反应是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O;
证明Na2CO3的存在
(5)步骤②的实验目的是证明Na2CO3的存在;
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低碳途径 个人行为 国家工程 国际合作
减少CO2排放 加快能源转型
推动技术转移与共享
增加CO2吸收 种花、种树等 积极实施碳汇 多国共同参与森林保护
(6)在老师指导下,同学们优化方案如下:
骑自行车出行(或随手关灯或双面使用纸张)
(6)从个人行为方面减少CO2排放的途径:骑自行车出行、随手关灯、双面使用纸张等;
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任务四:加强低碳环保认识
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【观察分析】
(7)综合上面两个图示信息,可总结出的规律是 。
成果分享:通过跨学科实践活动,同学们深刻认识到,碳中和目标的实现任重道远。在兼顾经济增长和环境保护等方面,要立足能源转型,促进二氧化碳吸收,为实现双碳目标而努力。
全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高
(7)由图可知,全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高。
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05
真 题 链 接
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(2024深圳)小丽同学想制作防龋齿牙膏,探究乳酸的化学性质。
(1)小丽发现龋齿会影响葡萄糖在嘴中转化为乳酸,如图1所示,在第 分钟时,葡萄糖全转化为乳酸,龋齿越严重,pH越 。
20
小
【解析】(1)乳酸呈酸性,葡萄糖在嘴中转化为乳酸,酸性增强,pH减小,由图像可知,在第20分钟时,葡萄糖全部转化为乳酸,龋齿越严重,pH越小。
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(2)如图2所示,甲:向NaHCO3溶液中加入乳酸, ;
乙:向NaOH溶液中加入乳酸,无明显变化;
丙:向Zn粉中加入乳酸,有气泡产生。
(3)Zn与稀盐酸反应也有气泡产生,请你写出反应的化学方程式: 。
Zn+2HCl ZnCl2+H2↑
(2)乳酸能与NaHCO3溶液反应生成乳酸钠、二氧化碳和水,则向NaHCO3溶液中加入乳酸,可观察到产生气泡。
产生气泡
(3)Zn与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,反应的化学方程式为Zn+2HCl ZnCl2+H2↑。
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(4)乳酸与金属氧化物也会反应,请写出一种金属氧化物: (填化学式)。
ZnO(合理即可)
(4)乳酸与金属氧化物也会反应,如ZnO。
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(5)设计实验方案验证乳酸是否与NaOH溶液反应。
实验操作: ;
实验现象: ;
实验结论: 。
向滴有无色酚酞的NaOH溶液中滴加过量的乳酸(合理即可)
溶液由红色变无色(与前一空对应)
(5)无色酚酞溶液遇碱性溶液变红,遇中性或酸性物质不变色,NaOH溶液呈碱性,能使无色酚酞溶液变红,乳酸和氢氧化钠溶液反应生成乳酸钠和水,会导致溶液碱性减弱,则验证乳酸是否与NaOH溶液反应的方案是向滴有无色酚酞的NaOH溶液中滴加过量的乳酸,若溶液由红色变无色,说明乳酸能与NaOH溶液反应。
乳酸能与NaOH溶液反应
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06
素 养 提 升
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(1)测定溶液pH变化的方法。
甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示,则该同学是将 (填字母)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中
b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
“学化学,爱化学,用好化学”,兴趣小组同学围绕“酸碱中和反应”开展实验探究活动,请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,二位同学进行了以下实验。
a
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【解析】(1)由图1的pH变化曲线可知,溶液刚开始时pH<7,呈酸性,此时溶液应是稀硫酸,随着另一溶液的加入,溶液pH逐渐增大到7,最后大于7,所以应是将氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中。
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(2)借助于酸碱指示剂。
乙同学通过图2所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应,反应的化学方程式为 。
H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O
(2)氢氧化钾与稀硫酸反应生成硫酸钾和水,该反应的化学方程式为H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O。
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【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
(3)①猜想一: 猜想二:K2SO4和H2SO4 猜想三:K2SO4和KOH。
②小组经讨论发现猜想三不合理,原因为 。
K2SO4
溶液由红色变成无色,说明溶液不显碱性,氢氧化钾没有剩余
(3)当氢氧化钾与稀硫酸恰好完全反应时,溶液中的溶质只有硫酸钾,根据猜想二和猜想三可知,猜想一为硫酸钾。小组经讨论发现猜想三不合理,原因为溶液由红色变成无色,说明溶液不显碱性,氢氧化钾没有剩余,溶液中不存在KOH。
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实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一 ①取少量反应后的溶液于试管中,加入
② 猜想二正确
方案二 另取少量反应后的溶液于试管中,滴加BaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想二正确
【进行实验】
(4)为验证猜想,学习小组选用Mg条、Fe2O3粉末、Na2CO3溶液、BaCl2溶液进行探究:
Na2CO3溶液(或镁条或氧化铁粉末)
有气泡产成
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(4)取少量反应后的溶液于试管中,加入碳酸钠溶液;实验现象是有气泡产生。(也可选用镁条或氧化铁粉末,注意实验现象要对应,合理即可)
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【实验结论】猜想二正确。
【评价反思】
(5)丙同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是 。
K2SO4 和H2SO4都能与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,即使溶液中没有H2SO4,仅存在K2SO4时,加入BaCl2溶液也会产生白色沉淀
(5)丁同学认为方案二不合理,理由是K2SO4和H2SO4都能与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,即使溶液中没有H2SO4,仅存在K2SO4,加入BaCl2溶液也会产生白色沉淀,所以不能根据产生白色沉淀就确定溶液中有H2SO4。
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07
学 科 实 践
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在我们国家,以秦岭—淮河为界,土壤都是普遍存在着“南酸北碱”的现象。请查阅资料,了解“南酸北碱”现象的原因。思考:如何改良北方的碱性土壤呢?
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THANKS
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